第十章发酵设备的异常与染菌课件.pptx

第十章发酵设备的异常和染菌一、生物制药过程灭菌的重要性 大多数工业发酵都要保持纯种培养，这就需要有一套能够适用于工业生产的灭菌技术和防止染菌的技术。一、生物制药过程灭菌的重要性生物制药过程染菌的危害： 许多工业发酵过程染菌后均能影响其生产经济效益，尤其是抗生素发酵中的染菌，能够严重地威胁抗生素的生产，是抗生素工业的致命伤。 工业发酵中的染菌不仅可造成巨大的经济损失，而且还会扰乱生产秩序、破坏生产计划，遇到连续染菌，特别是在找不到污染原因而缺乏防止措施时，往往会影响人们的情绪和生产积极性。发酵染菌还会影响后道工序的正常生产、影响产品外观及内在质量、增加三废处理难度，进而影响环境保护等造成无法估量的危害。二、染菌控制的发展历史近半个世纪以来，随着抗生素工业发酵技术的不断发展，逐渐形成了一整套保持纯种培养的灭菌和染菌防治技术。国内很多发酵工厂，特别是抗生素生产工厂，由于掌握了灭菌和制服发酵染菌的技术，使发酵染菌率达到了比较先进的水平。根据这些工厂的成功经验，其关键是在染菌的表象中，寻找造成染菌的错综复杂的原因，进而不断地提出解决和防治的措施，使发酵染菌率不断降低。二、染菌控制的发展历史尽管造成工业微生物发酵染菌的原因错综复杂，但大多数原因通过仔细观察和认真分析，是可以找到的，而且也有相应的有力措施。 第一节灭菌的理论和技术 灭菌：是指用化学的或是物理的方法杀灭或去除物料及设备中所有生命物质的技术或工艺过程。 消毒：仅是指用化学的或是物理的方法杀灭或去除病原微生物的过程，它一般只能杀死营养细胞而不能杀死细菌芽孢。用于工业规模和一般实验室规模的灭菌方法主要有: 热灭菌（包括湿热灭菌和干热灭菌) 化学药剂灭菌 射线灭菌 介质过滤除菌等一、热灭菌的原理和方法 1．干热灭菌的原理和方法干热灭菌的主要作用： 干热对微生物有氧化、使细胞蛋白质变性和电解质浓缩等从而使微生物细胞中毒死亡。 其中导致微生物死亡的主要作用是氧化。在干热处理中，只要有足够高的温度和足够长的时间，所有微生物都可被杀灭。 一、热灭菌的原理和方法 一般采用的干热灭菌的条件: 160 ℃、120 min。一、热灭菌的原理和方法 干热灭菌的效果不如湿热灭菌： 微生物对干热的耐受力要比对湿热的耐受力强得多。这可用温度系数Q10来表征。Q10是指：温度升高10℃时微生物的死亡速度常数与原来温度时的死亡速度常数的比值。一、热灭菌的原理和方法 某些微生物的Q10微生物名称干热灭菌湿热灭菌嗜热脂肪芽孢杆菌2.8614.28枯草杆菌黑色亚种2.728.71凝结芽孢杆菌2.60大肠杆菌营养体50.44表中列出了一些微生物菌种的Q10。从表中的内容可知，干热灭菌时嗜热脂肪芽孢杆菌的Q10仅为2.86，而在湿热灭菌时的Q10却高达14.28。一、热灭菌的原理和方法 干热灭菌的适用范围： 适用于工业上要求的灭菌后仍能保持干燥状态的物料的灭菌。实验室规模的玻璃器皿等器具常采用干热灭菌。干热灭菌的温度和时间的关系可参考下表。干热灭菌的温度和时间灭菌温度（0C)灭菌时间17060160120150150140180121过夜一、热灭菌的原理和方法 2．湿热灭菌的原理和方法湿热灭菌的原理： 借助于蒸汽释放的热能使微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化学键，特别是氢键遭到破坏而引起不可逆的变性导致微生物死亡。 下表列出了卵蛋白中水分的含量与其凝固温度的关系。蛋白质水分含量和凝固温度卵蛋白水分含量（%）凝固温度（0C)50562576159651490165一、热灭菌的原理和方法 湿热灭菌中水分的作用：1.由于水分子的存在，使蛋白质更易因受热而凝固变性。2.在高温下水还能直接与复杂的生化成分反应，破坏必需的细胞成分或者产生有毒的副产物。一、热灭菌的原理和方法 湿热灭菌中水分的作用：3.在灭菌过程中水有助于杀死微生物的第二条途径是通过增加热导系数。犹如人能将其手快速地穿过800℉的蜡烛火焰而不会感到灼热或疼痛，而穿过100℃的茶壶喷出的蒸汽流时，手指会受伤。一、热灭菌的原理和方法 方法： 利用蒸汽进行湿热灭菌时，可通过调节蒸汽的压强来调节灭菌温度。但应注意的是，有时压力计指示的压力并不总是表示相应的温度。因此，在采用湿热灭菌时，应注意以下两个因素：一、热灭菌的原理和方法 (1)压力计的选用 压力计选用包括选定压力计的型式及决定压力计的量程两个方面。弹簧管压力计是测量蒸汽压力而被广泛使用的压力计。在被测压力比较平稳的情况下，规定被测压力的最大值是选用压力计满刻度的3／4。如被测压力是脉动的，则规定被测压力的最大值是选用的压力计满刻度的2/3。 一、热灭菌的原理和方法 被测压力的低限，在以上两种情况下都不应该低于所选压力满刻度的1／3，以保证读数误差不致太大。选用满刻度或太小的压力计，都不能得到准确的读数